Question

【題目】如圖，物體A重120N，物體B的體積是1dm3 ， 此時A恰能沿著水平桌面以0.2m/s向右做勻速直線運動；若將B始終浸沒在水中并以原速度勻速上升，需要對A施加100N水平向左的拉力，不計摩擦、繩重及滑輪重，則此時作用在物體B上拉力功率W；物體B密度kg/m3 ．

Answer 1

【答案】8；3×103
【解析】解：B物體下滑的速度為vB=2vA=2×0.2m/s=0.4m/s，

當物體A水平向右勻速運動時，分別對A、B物體受力分析如下圖所示：

則根據力的平衡條件可得：f=2F1，F1=GB，

因為G=mg，m=ρV，所以f=2GB=2mBg=2ρVg﹣﹣﹣﹣﹣﹣①

當A向左勻速直線運動時，分別對A、B物體受力分析如下圖所示：

因為A物體對水平桌面的壓力不變，接觸面粗糙程度不變，所以f的大小不變，

則根據力的平衡條件可得：F=f+F2，F2=2（GB﹣F浮），

F=f+2（GB﹣F浮）﹣﹣﹣﹣﹣﹣②

因為B物體始終浸沒在水中，所以V排=V，則有：F浮=ρ水gV﹣﹣﹣﹣﹣③

由①②③式可得：F=4ρVg﹣2ρ水gV，

即：ρ= = =3×103kg/m3．

物體A受到的摩擦力為：

f=2GB=2ρgV=2×3×103kg/m3×10N/kg×10﹣3m3=60N．

B物體的重力為GB=30N，

B受到的浮力為：F浮=ρ水gVB=1.0×103kg/m3×10N/kg×10﹣3m3=10N，

物體B在水中勻速上升時，繩的拉力為：

F2=GB﹣F浮=30N﹣10N=20N，

拉力的功率為：

P2=F2vB=20N×0.4m/s=8W．

所以答案是：8；3×103．

【考點精析】本題主要考查了密度的計算和功率的計算與測量的相關知識點，需要掌握密度公式：ρ = m/v；功率的計算： P = W/tW 表示功，單位是焦（J）. t表示時間 ，單位是秒（s） P表示功率，單位是瓦特（W）1 W= 1 J/s才能正確解答此題．